Die ROSY-Technik (Relaxation Ordered SpectroscopY) in der Festkörper-Kernspinresonanz (NMR) ermöglicht die Klassifizierung von 13C-CPMAS-Spektren eines Gemisches basierend auf der longitudinalen Relaxationszeit von 1H. Jede Substanz in einem Gemisch hat ihr eigenes 13C-CPMAS-Spektrum. In der Lösungs-NMR hat jeder Peak im 1H-Spektrum seine eigene longitudinale Relaxationszeit. In der Festkörper-NMR tritt jedoch Spindiffusion aufgrund dipolarer Wechselwirkungen zwischen 1H-Kernen auf, was dazu führt, dass alle 1H innerhalb eines bestimmten Bereichs die gleiche longitudinale Relaxationszeit haben. Dieser Unterschied in den 1H-Relaxationszeiten wird verwendet, um die 13C-Spektren für jede Region zu trennen. Die longitudinale Relaxationszeit (T1H), die mit der Sättigungswiederherstellungsmethode (Saturation Recovery) erhalten wird, wie in Abbildung 1a dargestellt, wird üblicherweise zur Trennung von 13C-Spektren eines Gemisches verwendet. Die mit dieser Methode trennbare Bereichsgröße beträgt etwa 100 nm. Für die Trennung kleinerer Bereiche ist die Messung der Spin-Gitter-Relaxationszeit im rotierenden Koordinatensystem (T1ρH) mit der Spinlock-Methode (Abbildung 1b) effektiver. Die mit T1ρH trennbare Bereichsgröße beträgt etwa einige nm, was die Bestimmung der Phasentrennungsstruktur von Blockcopolymeren und der molekularen Verträglichkeit ermöglicht.
Die T1ρH-ROSY-Methode wird angewendet, um Soft- und Hardsegmente im 13C-Spektrum von Polyurethan (z. B. Handyhüllen) zu trennen. Polyurethane bestehen aus Soft- und Hardsegmenten, die sich jeweils zu separaten Bereichen zusammenlagern. Gängige Methoden zur Unterscheidung dieser beiden Segmenttypen sind CPMAS- (Beobachtung von Hardsegmenten) und LDMAS-Messungen (Low Power Decoupling MAS, Beobachtung von Softsegmenten) (Abbildung 2). Obwohl Unterschiede zwischen den Segmenten mit diesen beiden Methoden erkennbar sind, ist die Segmentierung oft schwierig, da CPMAS auch Softsegmente und LDMAS auch Hardsegmente in geringem Maße beobachtet. Im Gegensatz dazu trennt ROSY Spektren basierend auf räumlichen Unterschieden durch 1H-Spindiffusion, was eine klare Trennung der beiden Segmenttypen ermöglicht.
Abbildung 3 zeigt das T1ρH-ROSY-Spektrum. Das T1H-ROSY-Spektrum kann die beiden Segmente nicht trennen (nicht dargestellt). Das T1ρH-ROSY-Spektrum zeigt jedoch eine deutliche Trennung zwischen Soft- und Hardsegmenten. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass die Bereichsgröße der Segmente im Bereich von wenigen nm bis zu einigen zehn nm liegt. Die Analyse mit T1ρH-ROSY liefert detaillierte Informationen über die Struktur und Eigenschaften von Polyurethanmaterialien, insbesondere über die Verteilung und Wechselwirkung zwischen Soft- und Hardsegmenten.